研究和评论:工程和技术雷竞技苹果下载杂志》上
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+ 44 7456 0355801机械工程部门政府。Engg学院。&研究、Ambegaon浦那(印度马哈拉施特拉邦。
2机械工程部门JDIET Yavatmal,印度马哈拉施特拉邦。
收到:11/02/2013;修改后:25/02/2013;接受:27/02/2013
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纳米技术是未来50年基本为不断增长的世界提供足够的能量,保护我们生活的环境。可再生能源资源需要维护世界能源供应缓慢化石储备的消耗,减少全球碳排放。除了增加需要改善可持续性和传统能源使用效率,替代能源如太阳能和氢能源也在以稳定的速度增长。纳米技术提供的能力提高能源技术的许多关键属性实现可持续发展和确保我们未来的能源供应。综述研究论文,解释和分析当前技术的效率的提高,而不是提供新能源和更强的纳米技术对促进使用革命性的新能源,如氢和太阳能转换通过改善流程或提供纳米材料的能量储存和释放。
能源、可再生、损耗、纳米技术产业,传统能源、纳米工程材料,替代能源。
纳米技术是未来50年基本为不断增长的世界提供足够的能量,保护我们生活的环境。有一个能源/环境风暴收集和我们必须注意。我们的儿童和子孙后代的生活受到威胁,如果我们陷入困境能源/环境问题。在所有的实际解决方案纳米技术将发挥至关重要的作用在任何成功的结果。就像我们说,纳米技术将改变我们的整个经济结构和我们的生活在未来几十年,所以将世界能源需求和供应。这两个是紧密交织在一起的。详细的能源数据,选择,纳米技术的介入和明智的讨论经常出现从负责任的机构。一些最好的能源信息在网上刚刚安装。如果你还没有考虑投资前景的纳米技术能源应用到目前为止,以下可能会改变你的想法。(4]
纳米技术将会产生重大影响,使得更好的利用现有资源,而不是产生新的能源。Figure.1显示了能源需求的增长速度。
图1:能源需求的增长
2010年,为交通行业能源消耗仅约32.5 vquadrillion Btu,在住宅和商业部门将大约2亿亿Btu所示图。2能源消费部门的智慧。便携式电子能源消耗将0.31万亿Btu.V。尽管后者仅占消费总额的很小一部分,它已显示出增加300%的十年(2000 - 2010)。除了增加需要改善可持续性和传统能源使用效率,替代能源如太阳能和氢能源也在以稳定的速度增长。今天进展的速度在光伏(PV)能源急剧增加。柔性薄膜太阳能电池板即将上市,预计将有一个戏剧性的对能源市场的影响在未来十年。先进的光伏(PV)向前推动其他领域的能源技术和越来越多的能源使用纳米技术的应用程序被释放到市场上。超高效电池、超级电容和各种大小的燃料电池在发达国家正变得越来越普遍。仍有问题长期储存的能源来自可再生资源(即与氢安全问题),但预计进一步发展在能源领域具有高能源发展最近发表科学论文的数量。纳米技术提供的能力提高能源技术的许多关键属性实现可持续发展和确保我们未来的能源供应。 [5,6,7]
图2:能源消费部门的智慧
在2000年,所有可再生能源仅占世界13.8%的能源供应。这包括2.3%的水电能源,11%可燃可再生能源和废物,和0.5%的其他,包括地热、太阳能、风能、热等。2010年的前景是所有可再生能源的减少12.9%,2020年12.3%的总能源供应,在参考场景中,假设没有采取新措施。2002年世界能源统计(IEA)。图3可再生能源的来源,告诉图。
图3:可再生能源
能源消费总量预计将在2020年增长20%。有限公司2生产将增长14%,除非实施新的政策措施。由于《京都议定书》,欧盟需要减少有限公司2生产比1990年8%。他们致力于增加可再生能源的份额在6 - 12%的总能源供应和提高能源效率。能源安全也是一个原因,一些政府投资于替代能源。能源安全意味着政府要减少依赖的能源,如石油的供应,这可以通过冲突在战略威胁中东等地区。如果所有措施政府考虑实施,IEA预计可再生能源供应的更大份额。IEA似乎并不直接把技术创新作为一个司机吸收的可再生能源,即使他们确实包括预测一些可再生能源技术的成本降低。(5,6,7]
Gratzel有机太阳能电池由一个10μm二氧化钛TiO的薄层2颗粒,直径20 nm所示图。4gratzel电池的工作。有机染料分子吸附在TiO之间的孔隙2粒子,电解质液包围。由两个透明细胞完成电力导电电极,和催化剂。Gratzel电池的效率远低于商业晶体硅(大约7 - 8%,而不是15%左右)。因此他们没有竞争力的主要太阳能光伏市场。欧盟Nanomax项目旨在改善这种性能达到15%。这个太阳能时钟没有电池可以在室内工作。它可以工作室内,因为有机染料敏感太阳能电池可以在电力转换低光照强度。纳米技术并不是真正的困难,如本例中所示:即使一个孩子可以使有机太阳能电池包括纳米结构材料。公司在荷兰Mansolar制造和销售为学龄儿童教育套件的有机太阳能电池,使用黑醋栗汁或芙蓉茶作为染料。(1,2,3]
图4:gratzel电池的工作
超级电容器是一个双层电容器;能量存储的电荷转移电极和电解质之间的界限。储存能量的数量函数可用的电极和电解液表面,离子的大小,电解液分解电压的水平。
超级电容器的两个电极构成,分离器和电解质。两个电极,用活性炭提供高表面积,定义组件所示的能量密度figure5。电极,电流收集器具有高导电部分之间的接口保证电极和超级电容器的连接。两个电极之间有膜,它允许带电离子的流动和禁止没有电子接触。雷竞技网页版电解液供应,进行离子从一个电极。超级电容器通常分为两种类型:双层电容和电化学电容器。前者取决于双层的机制,这是由于电荷的分离之间的接口的电极表面活性炭或碳纤维和电解溶液。其电容电极材料的表面积成正比。后者取决于快速法拉第氧化还原反应。电化学电容器包括金属氧化物超级电容器和导电聚合物超级电容器。他们都利用高可逆的氧化还原反应发生在电极表面或内部产生电容与电极电位有关。 Capacitance of them depends mainly on the utilization of active material of electrode. The working voltage of electrochemical capacitor is usually lower than 3 V. Based on high working voltage of electrolytic capacitor, the hybrid super-capacitor combines the anode of electrolytic capacitor with the cathode of electrochemical capacitor, so it has the best features with the high specific capacitance and high energy density of electrochemical capacitor. The capacitors can work at high voltage without connecting many cells in series. The most important parameters of a super capacitor include the capacitance(C), ESR and EPR (which is also called leakage resistance). [8,15,16,17]
图5:超级电容器
目前有很多讨论氢经济,主要燃料,氢气将被转换成电能的燃料电池,只留下作为产品浪费水。氢气大量在本质上并不是免费的,所以它必须由其他能源转换,包括化石燃料和可再生能源。只有基于可再生能源制氢可以为公司作出贡献2减排。当前可再生氢的生产方法包括H2从生物质生产,由电解水(电已经由风能、太阳能和水力),和千禧细胞替代,氢的需求。对过程的催化反应之间的水和钠borohydrate在汽车生产氢的应用程序。钠的优点是存储borohydrate本质上是安全的。硼砂的衍生物,是一种天然原料与大量的自然保护区。(12,13,14]
需要电池提供电能,当你不能从电网获取它。这包括移动应用程序,比如手机、数码随身听,而且家里甚至村庄偏远地区的电力供应,在备份系统情况下,网格下降。在未来,充电电池将更加需要结合太阳能光伏发电等可再生电力生产。太阳不会闪耀最:当你需要光。尽管目前充电和一次性电池都是市场上,这一趋势是向充电。基本上有两种类型的可充电电池,纳米结构材料应用和研究的重点。第一和最先进的锂的基础,例如锂离子电池。这些都是干燥的电池。其他类型的湿电池,使用基本相同的储氢材料,并根据金属氢化物,氢是化学能量载体,或碳纳米管。(马丁Ouwerkerk来源、飞利浦、荷兰Chemisch 2 Weekblad,等待出版。) The above mentioned Millenium cell system is also applied in batteries. [9,10,11]
最可持续能源使用没有能源使用。政府也因此刺激消费者节能以及产业。这些措施意味着新技术的使用,如改善隔离材料。纳米结构材料,如nano-foams在这里扮演一个角色。这份报告给出了一个通用的概述。
纳米技术研究可以为能源技术有助于解决未来的需要,特别是在新一代太阳能光伏的氢经济、更有效率的传统能源生产和节能行业以及消费者。考虑到大量的研究致力于nano-research包括预算对于能源的应用程序,这种潜在的可能是意识到在未来几十年。在进一步审查研究论文,nan的分析和实验和优化,研究潜在的包括能源应用将在未来的研究工作。